JPS6153175B2

JPS6153175B2 -

Info

Publication number: JPS6153175B2
Application number: JP53013651A
Authority: JP
Inventors: Shumitsuto Furederitsuku
Original assignee: CRYSTAL SYST
Current assignee: CRYSTAL SYST
Priority date: 1977-02-11
Filing date: 1978-02-10
Publication date: 1986-11-17
Also published as: DE2805745C2; CH624333A5; DE2805745A1; US4092972A; JPS53148082A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、水晶、シリコン、サフアイヤ、ガリ
ウム砒化物等の材料の切断、詳しくはこれらの材
料のインゴツトを薄いウエーハに薄切りする技術
に関する。

このような材料の切断としては二つの原理的な
方式がある。ツーボデイ摩耗切断とよばれる第一
の方法では、研摩粒子を丁度サンドペーパーのよ
うに刃にボンデングし（例えばダイヤモンド粒子
を切断輪若しくは線に埋め込むか固定保持す
る）。ワークピース及び研摩粒子を切断中により
減らせて、刃の方は全く又はほとんど摩損させな
い。スリーボデイ摩耗として知られる第二の方法
では、ばらばらの研摩粒子を刃とワークピースと
の間に油−研摩粒子スラリの一部分として導入
し、刃及びワークピースの双方を摩耗させる。

各方法は利点と欠点とを併せ持つ。硬い材料の
ツーボデイ切断で使用される代表的な切断ワイヤ
は高強度の、電解質銅鞘で覆つた、ダイヤモンド
研摩粒子をその全周に充填したワイヤより成る。
かかるワイヤによりスリーボデイ切断より大きな
切断速度が可能となり、かつ切り口の幅が狭くて
すみ、これは損失される材料の量が少くなること
を意味する。しかしながら、切断速度は切断圧に
密接に依存し、刃は極めて高価であり、存在して
いる研摩剤の全量は比較的少く、研摩剤粒子の脱
落、及び切れ味の悪化がある。スリーボデイ切断
と同様に、切断の中途でも刃交換しなければなら
ないことが度々ある。

本発明の基本的な目的はこれらの方法に使用さ
れる改善した刃を提供することにある。他の目的
は高切断速度、低切断コストでかつ、刃が破損し
難く更に刃の摩耗が少く、その上小さな刃張力で
すみ研摩剤が少くてすみ、従来方法より切り口の
幅をより薄くできるようにすることである。

本発明の特徴によれば、刃は、切断すべきワー
クピースより軟かな刃材料で作られた、高強度の
刃芯に被覆した長手方向に延びる研摩剤保持部を
備える。この研摩剤保持部は、刃の長手方向に延
びる切断表面を形成しており、研摩剤粒子はこの
切断面に埋入され刃の側部に埋入されず、この研
摩剤保持部の厚みは研摩剤粒子の公称寸法の約1/
２より小さくない。

本発明は、この改良切断用刃を作るための装
置、方法も特徴とする。

他の目的、特徴、及び利点は、添附図面を参照
にした以下の詳細な説明から明らかになろう。

第１，２図を参照すると、番号１０は、インゴ
ツト１２を薄いウエーハに薄切りするためのウエ
ーハリング機械（wafering machine）を略示し
て示す。図示のウエーハリング機械１０は
Aarian社によつて686型ウエーハリング機械とし
て販売されている通常のもので、主として例えば
シリコン、ゲルマニウム、水晶といつた半導体若
しくは他のもろい材料を薄切りするのに主として
使用されるものである。

第１，２図に示すように、この機械は、スペー
サ１６により隔てられた、一対の刃保持体１８と
１９との間で緊張保持された刃１４を有した刃集
合体１３を備える。この刃集合体１３は刃保持体
１８，２０内に取付けられる。刃集合体１３は図
示しない刃頭組立内に取付けてあり、全フレーム
は原動機駆動のクランク円板に連結棒を介し連結
され、例えば、振幅20cm（８インチ）、50〜200
回／分で振動するように往復駆動される。刃集合
体１３の構造は米国特許第3079908号及び第
3263669号に詳細に開示してある。

スラリ供給システム２２は刃集合体１３の一側
にあつて被切断インゴツト１２の上方に垂直方向
に並べて設置され、通常のスリーボデイ切断では
研摩粒子スラリを又は本発明にあつては冷却流体
を切断中に刃及びインゴツト上方を供給する。図
の如く、供給システム２２は往復ラム２４を備
え、このラム２４は、空気モータ２６によつて刃
の往復方向に直角な方向に刃集合体上方を前後に
駆動される。図示しないポンプはホース２８を介
しスラリ若しくは切断流体をアーム２４の端の供
給ヘツド３０に供給し、このヘツド３０から所望
速度のスラリ若しくは冷却流体が往復する刃の上
から滴下される。

インゴツト１２は、米テネシー州のキングスポ
ートにあるEastman Chemical Products社の販
売になる商標Arcoをつけた改良Dekhotinskyセメ
ント又は商標Eastman910のものを使用して取付
け体３２に固着されてある。取付け体３２は垂直
可動副支持体３４に取付けてある、往復する刃に
向けてインゴツト１２を所定の押付力で送りをか
けるため図示しない空圧装置がこの副支持体３４
に設置される。

本発明によればウエーハリング機械に使用する
刃は第３図の如く矩形切断刃１４であつても第４
図に示すような断面形状の切断ワイヤ１４′であ
つても良い。

特に第３図についていうと、各刃１４は市販の
硬化鋼刃、例えば高さ0.48cm（３／16インチ）若
しくは1.3cm（１／２インチ）、幅0.005cm（0.002
インチ）乃至0.038cm（0.015インチ）の、約55Rc
程度の硬さの1095鋼から成る。刃の下縁に刃の全
長、全幅にわたり約35Rc程度の約400ミクロン
（0.016インチ）の厚みの軟い研摩剤保持部５２が
形成される。刃の残りの硬い部分は高強力の芯５
４として形成される。研摩剤保持部５２は刃１４
の下縁に軟材料をめつきで付けてもよいし、又熱
処理によつて軟化した市販の刃の一部から構成し
てもよい。どちらの場合でも、研摩剤粒子５７は
研摩剤保持部５２の下側に面した部分６０に部分
的に部埋設され、一方刃の側部には存在せず、刃
の全幅は増えない。

第４図の切断ワイヤ１４′は、例えば、銅、ニ
ツケル等の0.0013〜0.0025cm（0.0005〜0.001イン
チ）の厚みの軟い周囲層をめつきした高強度の中
央芯６１を有している。層の全厚みはこの中に埋
入される研摩剤粒子５７の寸法に依存する。かく
して、例えば45ミクロンの粒子を使用すると、層
６２の厚みは0.0025cm（0.001インチ）より小さ
くてはならない。代表的には、全深さは粒子の寸
法の3/4とし、これにより、粒子が完全に埋込ま
れたときその1/4が露出される。ステンレス若し
くは高強力鋼製の芯の直径は通常0.005〜0.38cm
（0.002乃至0.015インチ）の範囲にある。刃１４
について述べたと同じように粒子５７は下方に面
した下表面６３に埋入してあり刃の側部ではな
い。

代表的には刃１４は、先ず、市販の硬い鋼刃の
構造を僅かに焼き戻して、金属治金技術では周知
の如くこれを軟化することにより作られる。刃の
下縁をこれに沿つて加熱し焼き戻して軟い縁部を
満足に得る方法としては抵抗、誘動及び電子ビー
ム加熱などがある。刃１４の縁部がこのような処
理をうけると、その結果として先ず50乃至70ミク
ロンの深さの、約400ミクロン（0.41cm（0.016イ
ンチ））の深さで軟部分５８を被覆する硬い最外
表皮５６が得られる。このように熱処理を受けた
刃における深さと硬度との関係は以下の表で表わ
される。

深さ（ミクロン）硬さ（Rc） 25 64 50 58 75 47 100 33 150 33 200 37 250 38 400 40 500 43 次の外側に硬化表皮５６は、代表的には100ミ
クロンの深さにこれを全て取り除くべく削られ、
その下に、所定の400ミクロンの深さのところで
は40乃至45Rcより大きくなく、外側表面６０の
近くでは35Rcより大きくない硬度を持つ所定の
軟い部分がその下に残され、そして、その軟い部
分５８が全体として半円形断面形状に切削され、
その効果刃の使用時に、摩損される如何なる鋭い
外縁が形成されない。

メツキ式の研摩剤保持部２５は若しくは層６２
は電解的に若しくは非電解的に、例えば銅やニツ
ケル等の軟材料を刃１４の硬い鋼芯５４若しくは
ワイヤ１４′の芯６１上に付着させることによつ
て作ることができる。刃１４についていうと、軟
材料は、市販の刃の下縁上及び刃の外側に沿つて
１／16インチの高さまで0.0025乃至0.005cm
（0.001乃至0.002インチ）の深さに付着される。
メツキした矩形刃は、軟い部分を熱処理によつて
形成した刃と比較すると多少不満足である。これ
は、メツキでは刃の全幅が増し、切り口の幅が増
大するからであり、また刃の下縁を通常要求され
るような半円形断面に切削するとメツキの実質的
な深さが必要とされるからである。これらの問題
はワイヤ６１については大した問題とはならな
い。これはワイヤはその全周にメツキしても良い
し、又は鋼若しくはニツケルびきされた既存のも
のを購入しても良いからである。

シリコン等の材料の切断においては、研摩剤の
脱落の方がその切れ味の悪化よりは刃の摩損の大
きな原因となる。そのため製造時に粒子の埋入充
填後に刃をメツキするのが望ましいことが良くあ
る。例えば、シリコンの切断用ワイヤ１４′は先
ず正常の粒子寸法の約1/4の厚みを持つ鋼若しく
はニツケル鞘が形成されるようメツキするか又は
メツキされたものを購入する。次に、研摩剤粒子
の埋設後に、ワイヤは再メツキされその全厚みが
粒子寸法の3/4の深さとされる。もし、第二のメ
ツキを無電解ニツケルメツキによつて行うとする
と、材料は200乃至750゜で熱処理することにより
密実硬化され、研摩剤粒子は一層確実にと保持さ
れる。

このように準備された刃１４若しくは切断ワイ
ヤ１４′は適正な刃張力で刃集合体１３内に当業
者に周知の仕方で取付けされる。そして研摩剤粒
子は第３，４図に示すように、第５〜７図で説明
の装置１００の利用によつて刃もしくはワイヤに
充填される。

研摩剤粒子はそれ自身形状は不規則であつて多
数の鋭い縁部を持つている。ダイヤモンド形が実
用上好ましい。もし粒子が余りにも平坦である
と、これらは平坦に横たわり易くなり刃中に埋込
まれにくくなる。同様に、例えばB₄C等のずんぐ
りした粒子は、軟い刃の外部に突きささるよりむ
しろ刃とワークピース若しくは充填部材との間を
転動し易い。例えばサフアイヤ等の極めて硬い材
料を切断するには、最も望ましい研摩粒子はダイ
ヤモンドであり、これは天然であろうとゼネラル
エレクトリツク社若しくはイー・アイ・デユポン
社による人工のものであつてもよい。シリコン等
の軟い材料を切断するには、例えばAl₂O₃，
Al₂O₃−ZrO₂共晶物、三窒化ボロン及びS₁C等の
他の研摩剤を使用することができる。特定の研摩
剤及びその粒子の寸法は当業者にはよく知られて
いる通り切断すべき材料、切断速度、必要とされ
る切断の滑らかさ、および許容される切り口の幅
に依存する。硬い材料は当然に硬い研摩剤を必要
とする。切断を円滑に行いかつ切り口を薄くする
には、研摩粒子を小さくする必要がある。薄いウ
エーハをサフアイヤインゴツトから切断するに
は、30，45及び60ミクロンのダイヤモンド研摩剤
粒子がもつとも良かつた。

切り口の幅をできるだけ小さくするには、どう
しても必要な刃の間隔は別として、できるだけそ
の全幅を押え、かつ研摩剤粒子は刃若しくはワイ
ヤの縁部から突出させてはならない。これを実現
するため第３，４図のように、研摩剤粒子は刃１
４及びワイヤ１４′の下方に面した半円形状断面
の全表面には充填されてはいない。むしろ、刃１
４の側部に近接したその刃の表面６０の部分には
研摩剤粒子は存在せず、これはワイヤ１４′の下
側半円形表面の対応する部分についても当てはま
る。各実施例で、研摩剤粒子の充填される刃もし
くはワイヤの部分は垂直平面の廻りで全体として
対称で180゜より小さい下方に面した弧を張つて
いる。この弧（弓状部）の正確な寸法は、当然で
はあるが、研摩剤粒子の寸法に依存する。大きな
粒子に比し小さな粒子は刃若しくはワイヤの側部
により近接した表面部分にその全幅を増すことな
く埋設が可能である。

刃内に研摩剤粒子を充填するための装置１００
は支持柱１０４によつて機械１００上に取付けた
フレーム１０２を備える。このフレーム１０２は
二対の平行な水平ローラを担持しており、ワーク
ピース１２の各側にローラが一対づつ位置してい
る。更に、その各々のローラはその夫々の軸線の
廻りで回転自在である。各ローラ対は一つの硬い
弾性の（例えばナイロンの）ローラと一つの剛直
な（例えば鋼の）ローラを有する。図示の実施例
では硬い弾性支持ローラ６８は刃１４の頂部の上
方にこれに係合するように取付けてあり、鋼製の
充填ローラ７０は刃１４の下方に位置している。

フレーム１０２は、支持柱１０４及び支持ロー
ラ６８に取付けられる機械１００に対し固定の部
分７２、並びに充填ローラ７０を支持する垂直可
動の部分７４を備える。可動部分７４は、固定部
分７２の垂直脚８０内の孔７８内を下方に延びる
４個の垂直棒７６、この棒７６の底端に止めねじ
８３で固定されるローラブロツク８２、支持ロー
ラに関連する一対の棒７６の上端を連結する横ビ
ーム８４、並びに固定部分７２の基板８８に固着
のシリンダ８６及び対応する横棒８４に固定され
るピストン棒９０より成る一対の空気シリンダ、
より構成される。各充填ローラ７０は一対のブロ
ツク８２上でその軸線の廻りで回転自在に軸支さ
れる。空気供給配管９２，９４はシリンダ８６を
全体を番号９６で示す空気コントローラに結合す
る。圧力流体が配管９４を介しシリンダ８６に加
わるとビーム８４は上方に駆動され充填ローラ７
０は刃１４に対しかつ支持ローラ７０に向け上方
に引張られる。充填ローラ７０は、配管９４を除
圧し加圧空気を配管９２に加えることにより、刃
１４及び支持ローラ６８から離れるよう下降す
る。

第６，７図の如く各充填ローラ７０は軸方向に
離れた周方向溝１１２をその外周１１４に形成し
ている。横方断面で全体として半円形のトラフ１
０６はブロツク８２上に対応するローラ７０と同
芯取付けしてあり、この際、ローラの下半がトラ
フ１０６内にそのローラの周面１１４がトラフの
内底面１０８から約1/16インチ離れて配置されて
いる。第６図の如く、各トラフ１０６の全長は対
応のローラ７０のそれより僅かに大きく、かつト
ラフはその両端で閉じている。明瞭化のため、ロ
ーラ７０内の溝及び以後説明するローラ６８内の
溝は第５図には示してない。

各ローラ７０の周囲に軸方向に隔てた溝１１２
が夫々ローラの軸線と垂直に形成され、刃パツケ
ージ１３における隣接した刃１４若しくは１４の
間の距離に等しい間隔で規則正しく隔てられてい
る、第７Ａ図から最も明瞭な如く各溝１１２は全
体として半円形の断面形状をなしており、弓状の
基部１１６と一対の平行平坦側１１８とを有して
いる。基部１１６の半径は刃の軟い、研摩剤保持
部即ち刃１４の部分５２及び刃１４′の部分６２
の半径に研摩剤粒子の公称寸法を加えたものにな
つている。従つて、基部１１７の直径が0.0056cm
（0.0022インチ）の溝は全幅0.0059cm（0.004イン
チ）の刃１４若しくは１４′に60ミクロンの研摩
剤粒子を充填するのに使用される。研摩剤粒子の
埋入される夫々の刃もしくはワイヤの底部の制御
のため溝の全幅即ち側部１１８間の間隔は刃１４
若しくは１４′のそれより僅かだけ大きくかつ研
摩剤保持部の半径と研摩剤粒子の公称寸法との和
の２倍より小さくされる。したがつて、刃を溝に
嵌合したとき、側部１１８は研摩剤粒子が刃もし
くはワイヤの所望の下方に面した部分のみに埋入
されることを保障し、粒子は刃の側部に埋設され
ず、外方に突出することがなく全幅が不必要に増
大することがない。溝の深さは公称は刃の研摩剤
保持部の半円形下面６０，６３の半径に約等し
い。

ワイヤ１４′で切断するとき各々の支持ローラ
６８もまた複数の軸方向に隔てられた円周方向溝
１１６を形成させ、その各々の溝１１６はワイヤ
１４′もしくは刃１４の上部を受けとるべく配置
すると好ましい。第７Ａ図に最も明瞭に示した如
く、各々の溝１１６はＶ字状の横方向断面をなし
ており、かくしてワイヤ又は刃の垂直を水平との
双方の変位を防止する。これと共に、ワークピー
ス１２の各側に極く近接して支持ローラ６８が配
置されていることにより切断時の刃の振れが防止
される。ワイヤ１４′でなく矩形断面の刃１４で
切断するとき溝１１６の断面はＶ字状よりは矩形
断面とし（ワイヤの場合には半円形が望まし
い）、矩形刃は、刃のねじれ防止のため高さと幅
との比は比較的小さくされる。もし刃の振れが重
大な問題でなければ、溝１１６はなくてよい。

いうまでもなく、各支持ローラ６８は刃をその
対応する充填ローラ７０に強く押し付ける。各ロ
ーラ（図示では支持ローラ）の対の弾性によつて
刃、ワイヤ及び研摩剤粒子の直径もしくは高さの
寸法変動が許容される。充填ローラが弾性を持つ
ときはその弾性変形によつて溝１１２が必要でな
くなるときもあろう。

研摩剤粒子を刃１４もしくはワイヤ１４′に充
填するため、トラフ１０６は研摩のり若しくは濃
密なスラリ即ち流体、のり、もしくは濃い油を含
有した担体内の研摩剤粒子混合物で充たされる。
良好なダイヤモンド研摩ペーストとしては
MontonGrove I11のHypreg Devision of Engis
社による販売になる45級Diamona−Dieコンパウ
ンドを同じ会社の販売のHyprez Hypreg
Hyrelube Lubricantで薄めたものがある。充填
装置１００は、各刃１４，１４′が支持ローラ６
８に接触するように、溝付であればその溝１１６
の夫々に嵌合するように位置する。空気シリンダ
８６を配管８６より加圧することで、充填ローラ
７０は、所望の充填力にて、刃１４，１４′の底
部に向け引き上げられる。各刃１４，１４′の下
部は各充填ローラ７０の一つの溝に嵌合し、刃の
頂部はローラ６８に当接しこれによつて刃が反る
ことが防止される。

刃頭部組立体はこのときローラに対し往復さ
れ、この間、ずつと、刃及びローラは相互に近づ
く方向に付勢され、研摩剤粒子を、軟い縁部５
６，６２に充填即ち部分的に埋込みするに十分な
力が発揮される。代表的には、刃を装填するに要
する力は後の切断中の力の２乃至10倍の範囲とな
る。例えば、研摩剤がダイヤモンドで、完成刃で
もつてサフアイヤを刃当り約４オンスの力で切断
するとすれば、充填に使用される力は刃当り226
乃至1132ｇ（８乃至40オンス）の範囲となろう。
必要とされる正確な力は実験的により定められ、
使用される特別の研摩剤及び刃に依存する。好ま
しくは、使用される力は研摩剤粒子５７を刃の軟
い外部に約半分埋入するに必要なものとする。刃
１４′の場合には、粒子５７が埋入できる深さは
軟い外部６２の厚みで限定されよう。

研摩剤粒子は如何な濃度（単位領域当りの粒
子）であつても各刃１４に埋入できる。高粒子密
度のために、研摩ペーストもしくはスラリ中の研
摩剤粒子濃度は高くし、刃頭部はローラ６４に対
しより大きな回数で振動させる。

前に述べたように、研摩剤粒子はワークピース
を切断するのに後に現実に使用される刃の部分に
おいてのみ埋設される。刃の側部及び頂部には粒
子は全く埋入されていない。この結果高価なダイ
ヤモンド研摩剤粒子の使用効率が増すばかりか、
研摩剤が刃側部に存在してないため、切り口の幅
が減少し薄切り時に消費される材料量も減ずる。
これらの双方の効果は商業上の鑑点よりすれば極
めて重要である。

通常、前に述べた如く刃１４若しくは１４′の
充填は切断機１０に具備される刃頭部組体１３及
び充填装置１００により実行される。これとは別
に、刃頭部組立体１３は、刃を緊張状態で充填す
る他の装置に設け、充填完了後にのみ機械１０に
組付けるようにしてもよい。

刃が充填される仕方に関係なく機械１０内での
ワークピース１２の切断は通常のやり方で進む。
但し、水やエチレングリコール等の研摩剤を含ま
ない冷却流体が研摩剤スラリと異なり機械のスラ
リ供給システム２２の上方から滴下される。切断
の最中に、圧力流体を配管９２を介しシリンダ８
６に導びくことにより充填ローラ７０は刃１４，
１４′から短い距離隔てたところに駆動される。
ワークピース１２から加わる上方への圧力によつ
て刃１４，１４′はローラ６８の溝１１６内に保
持され、この結果ワークピースに対する刃の軸方
向位置が維持されると共に刃の振れが防止され
る。

インゴツトの切断の際、刃１４，１４′の研摩
剤粒子が摩耗すると、切断速度は減少する。本発
明では、刃の摩耗は、刃と研摩剤粒子との間に如
何なる相対運動もないから、僅かであるが、摩耗
した場合でも刃の再充填は刃を刃頭部１３から取
外すことなく可能である。

この再充填は次の２方法で達成される。もし刃
に対する研摩剤粒子のもとの充填密度があまりも
大きくないのなら、単に新規な粒子を刃に充填す
ることで足りる。もしもとの充填密度が大であれ
ば、又はもし何らかの理由で被労した研摩剤を取
り除くのが必要ないなら、古い粒子をまず刃から
剥しそれから刃を新らしい鋭い研摩剤粒子で再充
填することになる。

単に新らしい研摩剤粒子を付加するだけでよい
ときは数工程を追加的に行うだけで足りる。好ま
しくは、装置１００はウエーハリング機上に永久
的に取付けられ、再充填は、充填ローラ７０及び
それに関連するスラリトラフ１０６を刃１４，１
４′が充填ローラ溝１１２に所望の力で押付けら
れる装填位置に復帰するよう単に引張るだけで行
うことができる。この仕方で、刃はワークピース
若しくは刃パツケージをウエーハリング機から取
外すことなく再充填が可能である。通常、ワーク
ピース１２は、再装填の間、ワークピース支持体
３４を下降させることによつて刃から離される。
ワークピースから比較的厚いウエーハの切断幅で
かつ表面の円滑性が大した問題でないときは、再
充填を切断を継続しながら実行することができ
る。

これとは別に、刃パツケージ１３をウエーハリ
ング機械１０から取除いて第二のウエーハリング
機械又は刃を緊張保持する類似の機械内で取付け
ることもできる。それから、刃１４又は１４′は
装置１００を使用して再充填され、刃パツケージ
は充填装置に対し往復され、一方刃１４，１４′
とローラ９０とを共に所望の力で押付ける。

第３の切断と同時に行う再充填方法は、研摩剤
粒子を含んだ微細な霧を刃１４，１４′とワーク
ピース１２間の切断界面に噴霧することによるも
のである。この方法によれば、ワークピースと刃
との間の切断力によつて新規粒子が各刃の軟い研
摩剤保持部に埋入せしめられる。この方法の実施
に有益であつたダイヤモンド粒子霧はHyprez
Division of Engis社で販売されているＳ−1313
オイル可溶性スラリ状ダイヤモンドコンパンド第
35及び36級を過剰のオイルに混合し所望の懸濁液
にしたものであつた。この第三の方法は装置１０
０を使用して充填したのと比較し刃中に埋込まれ
る研摩剤の密度は小さくなるので高速切断をしな
い場合のみ使用する。

被労した研摩剤粒子を刃から再装填に先立つて
剥離除去したいときは先ずワークピース１２と刃
１４を引離す必要があるが、これは刃集合体１３
をウエーハリング機１０から取外すか又は副支持
体３４の刃から下降させるかのどちらかで行う。
それから、剥離作業が変形スリーボデイ研摩方法
で行われる。B₄C等の丸い又はずんぐりした研摩
剤粒子が刃１４，１４′とダミーのワークピース
例えばグラフアイトブロツク間にワーク上を噴霧
もしくは流通させることによつて導入される。そ
れから、刃及びブロツクを相対的に振動させつつ
これらを相互に刃の再装填時とほぼ等しい力で向
き合うように付勢する。刃の往復によつて、ずん
ぐりした研摩剤粒子は刃とブロツク間を転動し、
古い研摩剤粒子はかき取られる。或る場合には、
剥離作業のため、刃１４，１４′及びワークピー
スを分離せずに、ワークピースの切断の継続中に
単にずんぐりした粒子を刃及びワークピース上を
噴霧もしくは流通させることもできる。如何なる
方法であつても剥離終了後、前に述べたように刃
の再充填が鋭い新しい研摩剤粒子で行われる。

本発明は往復ワイヤ若しくは他の刃を持つウエ
ーハリング機に関して説明したが、他のタイプの
刃及び切断機械に応用できることは言うまでもな
い。例えば、米カリフオルニア州のクレンダレに
あるDia−Chrome社で販売されている一般的な
タイプの連続帯鋸に比較的軟い研摩剤保持縁部を
形成加工し、それから上述したように研摩剤を充
填することが可能である。連続帯鋸は代表的には
米イソノイ州のデスプレーンズにあるDo−All社
から出ているZepher型のような帯鋸に使用でき
る。又長いワイヤ鋸歯はLaser Technology社か
ら出ているワイヤ鋸（最も沢山出ているのは
Guillotine型）に広く使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は切断機の単略図、第２図は第１図の一
部断面図、第３図及び第４図は第１図に使用され
る刃の断面図、第５図、第６図及び第７図は刃の
充填装置を示す図。１０……ウエーハリング機械、１４……刃、５
２……研摩剤保持部、５４……刃芯、５７……研
摩剤粒子、６５……支持ローラ、７０……充填ロ
ーラ、１００……充填装置。

Claims

【特許請求の範囲】１研摩剤粒子を充填した長手方向に延びた刃に
おいて：該刃は、研摩剤粒子の硬度より小さい硬
度の金属材料部分で形成した、より大強度の刃芯
に被覆した長手方向に延びる研摩剤保持部を備
え；該研摩剤保持部は、刃の長さ方向に延びる、
幅が刃の全外周長の1/2より小さい切断表面を形
成しており；この研摩剤保持部の厚みは研摩剤粒
子の公称寸法の約1/2より小さくないようになつ
ており；該粒子は上記研摩剤保持部の切断面の長
手方向領域に埋め込まれ、しかし刃の側部には埋
め込まれていない切断用刃。２特許請求の範囲第１項に記載の発明におい
て、刃は矩形の断面形状をなしており、この刃の
側部は相互に全体として平行で上記刃芯はその側
部の少くとも一部分を画成しており、研摩剤保持
部の切断面は刃の縁部によつて画成されていて上
記の側部に全体として垂直となつている切断用
刃。３特許請求の範囲第１項に記載の発明におい
て、研摩剤保持部は鋼材を刃の残りの部分より硬
度が小となるように焼き戻すことにより形成され
る切断用刃。４特許請求の範囲第１項に記載の発明におい
て、上記研摩剤保持部はその芯を被覆する。芯硬
度より小さい硬度の第一の材料層とこの第一の層
上に付着形成される。芯の硬度より小さい硬度の
第二の材料層とより成る切断用刃。５特許請求の範囲第１項に記載の発明におい
て、研摩剤粒子の埋め込まれる刃の部分はその横
断面において180゜の角度により大きくない弧を
張る、刃の全幅の1/2より小さくない半径の弓状
部を形成している切断用刃。６特許請求の範囲第１項に記載の発明におい
て、研摩剤保持部の外表面はその横断面において
全体として半円形をなしており、かつ刃の全厚み
より大きくない幅を有している切断用刃。７特許請求の範囲第１項に記載の発明におい
て、研摩剤保持部は35Rcから45Rcの範囲の硬度
及び約0.064cmより大きくない厚みを持つている
切断用刃。８長手方向に延びる研摩剤保持部に、この刃を
その長さ方向と全体として平行な方向に動かし
て、研摩剤粒子を充填するための装置であつて、
刃の運動方向に全体として垂直な軸線の廻りで回
転自在な充填ローラを備え、該充填ローラは研摩
剤保持部の幅より僅かに大の幅の環状溝を形成し
ており、研摩剤スラリが導入されるトラフを有
し、前記ローラはスラリと接触するようにトラフ
中に位置され、充填ローラから離間して支持ロー
ラが設けられ、該支持ローラは前記刃の研摩剤保
持部より僅かに大きな幅の環状溝を形成してお
り、更に充填ローラと支持ローラとを相互に近づ
くように相対移動させる駆動手段を備え、前記環
状溝内に位置される研摩剤保持部の、該環状溝の
基部に面した部分に粒子を埋め込むことにより刃
を充填する研摩剤粒子充填装置。９特許請求の範囲第８項に記載の発明におい
て、上記充填ロールは規則正しく離れた複数の環
状溝を形成しており、その各々の溝の幅は刃の研
摩剤保持部のそれより僅か大とした装置。１０特許請求の範囲第８項に記載の発明におい
て、支持ローラを、その軸線が上記充填ローラの
軸線と平行をなすように取付けし、その外周は充
填ローラと僅かに隔てられるようにして支持ロー
ルが刃充填ロールの側部と係合するようにした装
置。１１特許請求の範囲第１０項に記載の発明にお
いて、支持ロールは弾性を持たせた装置。１２特許請求の範囲第１０項に記載の発明にお
いて、上記支持ローラ及び充填ローラは夫々複数
の軸方向に隔てた環状溝を備えており、その各々
は他方の対応する溝と整列させるようにした装
置。１３特許請求の範囲第８項に記載の装置におい
て、上記溝は180゜より小の弧を張る弓状基部
と、ロールの軸線に対し全体として垂直の一対の
側部とより成り、溝の幅は研摩剤保持部の幅にこ
の保持部中に埋め込まれる研摩剤粒子の公称寸法
の２倍を合計したものより小とした装置。１４特許請求の範囲第８項に記載の発明におい
て、研摩剤粒子が充填される刃の部分はその横断
面において180゜より大きくない角を張る弓状部
を形成しており、上記溝は、この弓状部の半径よ
り大きい半径の、180゜より小さい弧を張る弓状
基部と、ロールの軸線に全体として垂直の一対の
側部とを有している装置。１５研摩剤粒子を充填した長手方向に延びる切
断用刃の製造方法において：より大きな強度の刃
芯を被覆する。研摩剤粒子の硬度より小さい硬度
の金属材料の長手方向に延びる研摩剤保持部を備
え、かつこの研摩剤保持部に刃の長手方向に延び
る、幅が刃の全外周面の1/2より小さい切断表面
を形成した刃を用意し；この研摩剤保持部の切断
表面を充填部材に向けこれに極めて近接させなが
ら刃を充填部材の近くに緊張位置させ；充填部材
に対し緊張状態で刃を移動させつつ刃の切断面お
よび充填部材を相互に接近駆動し、かつ研摩剤粒
子を刃の研摩剤保持部と充填部材間の界面に導入
することによつて、研摩剤粒子を研摩剤保持部に
埋め込み充填し；切断面を形成する研摩剤保持部
の厚みは粒子の公称寸法の約1/2より小さくない
ようにすると共に、粒子は研摩剤保持部の切断面
の長手方向に延びた部分に埋め込まれ刃の側部に
は埋め込まれないようにした切断用刃の製造方
法。１６特許請求の範囲第１５項に記載の発明にお
いて、上記充填部材は充填ロールを備えこれはこ
のロール及び刃の運動方向に対し全体として垂直
な垂線の廻りで回転可能となし、かつこのロール
に研摩剤保持部の幅より僅かに大きい幅の環状溝
を形成し、更に刃の充填は、溝内に研摩剤保持部
を位置決めし、溝に面した研摩剤保持部の部分に
粒子を埋め込むように行われる切断用刃の製造方
法。１７特許請求の範囲第１５項に記載の発明にお
いて、刃はその断面形状は全体として矩形であ
り、刃の側部は相互に全体として平行であつて少
くともその一部分が前記芯によつて形成され、研
摩剤保持部の切断面は刃の縁部で形成されると共
に側部に全体として垂直となつており、刃の縁部
を刃の残りの部分の硬度より小になるよう焼き戻
しして研摩剤保持部を形成する工程を有した切断
用刃の製造方法。１８特許請求の範囲第１５項に記載の発明にお
いて、刃芯上にその硬度より小さい硬度の材料層
を付着形成することにより上記研摩剤保持部を構
成する工程を含む切断用刃の製造方法。１９特許請求の範囲第１５項に記載の発明にお
いて、充填工程後にワークピースの部分の切断を
行い、その後、緊張状態で刃を充填部材に対し駆
動しながら付加的な研摩剤粒子をこれらの間に導
入することにより研摩剤保持部に少くとも部分的
に付加的な研摩剤粒子を埋め込むことにより再充
填する工程を有した切断用刃の製造方法。２０特許請求の範囲第１９項に記載の発明にお
いて、再充填に先立ち刃とワークピース間にずん
ぐりした粒子を導入し、刃をワークピースに対し
移動させつつ刃及びワークピースを相互に向き合
うよう移動させることにより研摩粒子を刃から剥
離する工程を有した切断用刃の製造方法。２１特許請求の範囲第１５項に記載の発明にお
いて、上記充填の後刃上に金属材料層を付着形成
する工程を更に有し、この付着金属材料層は、研
摩剤保持部の全厚みの一部を占めると共に埋め込
まれた粒子を定位置に保持する切断用刃の製造方
法。２２特許請求の範囲第２１項に記載の発明にお
いて、金属材料層は電解的又は無電解的メツキし
たニツケル若しくは銅である切断用刃の製造方
法。２３特許請求の範囲第１５項の記載の発明にお
いて、矩形断面鋼刃の縁部を熱で焼き戻して、研
摩剤保持部とこれを被覆する表皮部を形成し、後
にこの表皮部を除去するようにして、刃を形成す
る工程を有した切断用刃の製造方法。